Thread by @Yugnat95

Vous avez sans doute vu passer ce tweet sur l’arrêt de Golfech 2.
Comme chaque été, ces arrêts sont à l’origine de ttes sortes de mythes concernant la sûreté et sur le fait que le nucléaire n’est pas adapté au changement climatique.
Let’s #thread ! ⬇️⬇️

https://twitter.com/EDFGolfech/status/1289183612378550272?s=20

Reprenons les bases d'un réacteur:
1️⃣ la fission nuc. chauffe de l'eau à près de 300°C dans le circuit primaire
2️⃣ cette eau produit de la vapeur dans les générateurs de vapeur qui vient faire tourner une turbine et un alternateur au sein du circuit secondaire.

Cette vapeur est remise sous forme liquide dans le condenseur, refroidie avec l'eau du circuit tertiaire.
Le rendement d'une centrale nucléaire est d'environ 33%, ce qui signifie qu'un réacteur de 1300 MW, comme Golfech 2, doit évacuer dans l'environnement, 2600 MW de chaleur.

Cette chaleur est évacuée par le circuit tertiaire dans l'env. mais afin de préserver la faune et flore sensible à la temp, la réglementation encadre:
🔹la temp max des rejets
🔹l'échauffement max entre l'eau prélevé et rejetée
🔹le débit mini et la temp. avale du cours d'eau

Ces contraintes (différentes selon les centrales) vont conditionner le choix du type de circuit tertiaire:
🅰️: circuit ouvert
🅱️: circuit dit "fermé"

🅰️ Dans un circuit tertiaire ouvert, l'intégralité de l'eau prélevée dans l'environnement y est restituée, une fois passée par le condenseur.
Par conséquent, toute la chaleur produite par la centrale est alors cédée à la source d'eau.

Cette configuration concerne donc les centrales en bord de mer ou des fleuves à fort débit qui permettent d'évacuer de grande quantité de chaleur et sont moins sensibles aux élévations de température et aux étés secs.

Voici les ordres de grandeur du débit d'eau prélevée par un réacteur.
NB: sur un circuit fermé, le prélèvement d'eau ne dépend pas de la puissance fournie par la centrale (mais est considérablement réduit si la centrale est arrêtée).

Prenons pour référence 50 m3/s pour 1300MW, on peut alors, par une petite règle de trois, calculer l'élévation de température de l'eau en sortie du condenseur... On retrouve les 10 à 12°C d'élévation.

De la même façon, on peut calculer l'ordre de grandeur de l'évalation de temp. du cours d'eau en aval de la centrale de Tricastin par exemple.
Q=4*900*2=7200MW de chaleur et pour un débit du canal de Donzère-Mondragon à 500 m3/s, on obtient
~3.5°C d'élévation

Ainsi le refroidissement des centrales en cycle ouvert sur fleuve ne dépend que du débit du cours d'eau.

Dans le cas des centrales en bord de mer, l'élevation de la température de l'eau est alors locale avant que les eaux ne se mélangent au large.

Dans ce cas, 28 réacteurs sur les 58 historiques, par ex: Blayais sur l'estuaire de la Gironde ou Gravelines sur la Manche mais encore feu Fessenheim sur le Canal d'Alsace.
On notera qu'aucune de ces centrales ne possède de tour de refroidissement aussi appelé aéroréfrigérant.

🅱️ Dans un circuit dit "fermé", l'eau sortante du condenseur est pulvérisée au sein d'un aéroréfrigérant. Elle tombe alors dans la purge et traverse l'air aspiré naturellement ds la tour par tirage thermique favorisé par l'effet Venturi dû à leur forme caractéristique.

L'eau se refroidit alors grâce à 2 phénomènes:
🔹par évaporation d'une partie de l'eau (75%)
🔹par convection de la chaleur dans l'air (25%)

☁️ 2% de l'eau est alors évaporé
⬇️ 3% est restituée à l'env. via la purge
🔄95% est réutilisée d'où l'appellation circuit "fermé"

Cette config permet de considérablement réduire le prélèvement d'eau ainsi que la chaleur évacuée dans la source d'eau.
De 50 m3/s pr un circuit ouvert, on passe à 2m3/s dans un circuit dit "fermé" et 90% de la chaleur est alors évacuée dans l'atmosphère.

Ici, on utilise le même principe que celui de la transpiration. En effet, de la même façon, votre corps se refroidit en transférant une partie de sa chaleur vers l'air en évaporant de l'eau (transpiration) à la surface de votre corps. Il conserve ainsi son thermostat à 37°C.

"C'est génial ! Mais du coup, pourquoi on est obligé d'arrêter certains réacteurs comme Golfech 2 ? Trop d'eau consommée par rapport au débit du fleuve ? Pas assez d'eau pour refroidir ?"

1️⃣ Le débit minimal en aval de la centrale peut être réglementé (comme pour la Meuse, centrale de Chooz). Lors des fortes sécheresses, il est donc interdit à la centrale de faire évaporer de l'eau.
Cas relativement rare mais peut durer longtemps si l'absence de pluie dure.

2️⃣ La température en aval/amont ou l'échauffement du cours d'eau en aval de la centrale est trop élevé par rapport à la réglementation mise en place pour protéger la faune et la flore.
Par exemple, les rejets thermiques sont interdits dans la Moselle quand celle-ci est >30°C

L'échauffement et la température en aval dépendent principalement de 4 facteurs:
🔹 le débit du cours d'eau
🔹 la température de l'eau
🔹 la température de l'air ambiant
🔹 et l'humidité

Les 2 premiers sont assez évidents. Pour le cycle ouvert comme pour le cycle dit fermé, plus le débit du fleuve sera faible, plus l'échauffement de ce dernier sera important. Sa temp. initiale joue aussi, du fait de la temp. maximale autorisée dans la réglementation.

"La temp. de l'air ambiant et l'humidité interviennent dans le cas du cycle ""fermé"". En effet, la temp. de l'eau de la purge (rejetée) est directement lié à ces derniers (thermo des aéroréfrigérants).

+ il fait chaud et humide, et + l'eau rejetée par la centrale sera élevée."

D'ailleurs, ce qui ont déja voyagé près de l'équateur le savent, la chaleur est moins supportable (sueur moins efficace) avec l'augmentation de l'humidité.

Dans le cas de Golfech 2, c'est clairement la temp. extérieure qui a joué.
Arrété du 31/07 à 13h et redémarré le 01/08 à 8h, il est le seul paramètre ayant fortement évolué ↗️ ↗️.
On note que le débit de la Garonne était largement suffisant pour alimenter la centrale.

Elle n'a donc pas été arrêtée pour des raisons de sûreté mais pour la protection de la faune et de la flore comme l'a rappelé le tweet d'@EDFGolfech. On pourra faire remarquer que cette réglementation prévoit des exceptions en cas de tensions sur l'approvisionnement électrique.

Mais EDF annonce l'impact de la chaleur à moins d'1% de la production nucléaire sur les 10 dernières années.

D'autre part, le nucléaire n'est d'ailleurs pas le seul moyen de production a être impacté...

https://twitter.com/laydgeur/status/1148530048665870336?s=20

J'ajoute que la prod d'énergie arrive en 1ère place pour le PRÉLÈVEMENT d'eau.
Mais comme une grde partie est restitué à l'env, il arrive en 3ème place en CONSOMMATION après l'agriculture et l'eau potable.
Conclusion la prod d'NRJ est la 1ère source de RESTITUTION d'eau. 😁

Dit autrement, nous avons bcp plus à craindre des sécheresses et épisodes de chaleur pour leurs conséquences sanitaires et agricoles que pour leur impact sur la production d'électricité.

Voilà ! Si vous voulez en savoir plus, je vous conseille ce document d'EDF très complet sur les impacts environnementaux de la production nucléaire. 🙂
edf.fr/sites/default/…

PS: j'ai commencé à récupérer des données pour afficher des indicateurs sur les rejets thermiques dans nuclear-monitor.fr
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